第39卷 第11期2018年11月 纺 织 学 报Journal of Textile Research Vol.39，No.11Nov.，2018 DOI ：10.13475／j.fzxb.20180101606丝素蛋白的磷酸化及其仿生矿化膜的制备 周 倩，袁久刚，李 澜，王 平，王 强 （生态纺织教育部重点实验室（江南大学），江苏无锡 214122） 摘 要 为制备功能性丝素基仿生矿化材料，将丝素蛋白通过三聚磷酸钠（STP）磷酸化，从而在仿生矿化过程中促进钙离子吸附，利于更多的钙磷酸盐的形成和沉积三探究了体系中pH 值和三聚磷酸钠用量对丝素磷酸化的影响，分析了磷酸化对丝素蛋白二级结构二热性能二粒径及膜力学性能的影响；以磷酸化丝素为原料制备冻干丝素膜，采用交替矿化法，在其表面沉积形成羟基磷灰石（HA）；借助扫描电子显微镜和能量色散X 射线光谱仪，评价了矿化膜表面结构形态和钙二磷元素含量变化三结果表明：在pH 值为10和STP 质量为0.24g 条件下，磷转移量达到 67.1％，且磷酸化丝素膜对阳离子有较好的吸附效果，力学性能较空白样略有下降；经交替仿生矿化处理后，磷酸化丝素膜表面沉积的羟基磷灰石较空白样结构更规整三 关键词 丝素蛋白；矿化膜；磷酸化；羟基磷灰石；仿生矿化中图分类号：TS 195.5 文献标志码：A Phosphorylation of silk fibroin and preparation of bionic mineralization membrane thereof ZHOU Qian，YUAN Jiugang，LI Lan，WANG Ping，WANG Qiang （Key Laboratory of Eco-Textiles （Jiangnan University ），Ministry of Education ，Wuxi ，Jiangsu 214122，China ）Abstract In order to prepare the silk fibroin-based bionic mineralization materials，silk fibroin （SF）was phosphorylated by sodium tripolyphosphate （STP），which can promote the adsorption of calcium ions，and facilitates the formation and deposition of calcium phosphate.The effects of two factors on the phosphorylated silk fibroin were explored by controlling pH and the amount of sodium tripolyphosphate.The secondary structure，thermal stability，particle size，mechanical properties were analyzed.Phosphorylated silk fibroin was freeze-dried to form a membrane，hydroxyapatite（HA）was formed on the surface by alternating mineralization method，and the surface morphology and content of calcium and phosphorus were evaluated by scanning electron microscopy and energy dispersive spectro-metery.The results show that the phosphorylated conditions is pH 10and the 0.24g of STP，phosphorus transfer rate reaches 67.1％，and the adsorption capacity of cationic dyes on the phosphorylated silk fibroin is better，and mechanical properties is slightly lower than the blank.Hydroxyapatite deposited on the surface of the phosphorylated silk fibroin membrane is more regular than the blank sample after alternating bionic mineralization.Keywords silk fibroin；mineralization membrane；phosphorylation；hydroxyapatite；biomimetic mineralization 收稿日期：2018-01-04 修回日期：2018-05-16 基金项目：国家自然科学基金资助项目（31771039）；江苏省高校青蓝工程资助项目（苏教师［2016］15号）；中央高校基本科研 业务费专项资金资助项目（JUSRP51717A ） 第一作者简介：周倩（1993 ），女，硕士生三主要研究方向为纺织品生态加工技术三 通信作者：王平，E-mail ：wxwping＠https://www.doczj.com/doc/f312788190.html, 三 丝素蛋白不仅可用作纤维原料，因其良好的生物相容性，在生物材料制备中也有潜在用途［1］三为拓宽丝素在生物材料及医学领域中的应用，不少研 究者采用化学或生物的方法进行丝素改性加工，如 采用辣根过氧化物酶（HRP 酶）催化丝素接枝丙烯 酸，加速矿化中丝素表面钙盐沉积，制备仿生矿化材 料［2］；采用磷酸进行丝素磷酸化，赋予丝素膜抗凝血性，用于制作止血材料等［3］三万方数据
原生态蚕丝蛋白面膜 第五代的五星级面膜 青春的皮肤=弹力十足+净白无瑕。 一面膜的分类：1. 水洗膜 2. 硬膜 3. 软膜 4 无纺布面贴 5. 蚕丝面膜—仿生真皮（蚕丝薄膜）（代替无纺布） 二蚕丝面膜的特点： 本公司蚕丝蛋白膜采用100%高纯蚕丝纤维经世界先进的水织工艺精心制作，蚕丝是不同于麻纤维和毛纤维的一种生物蛋白质，它完全是由蚕的生命化成的，蚕吃进含有水、蛋白质、糖类、脂肪的桑叶后，经过消化分解，最后变成蚕丝，所以蚕丝中含有18种氨基酸，包括8种人体所必需的体内又不能自身合成的氨基酸。蚕丝不但可作药用，更有很高的美容价值。通过纳米技术提取。蚕丝面膜超薄透气，如真丝般服帖。面膜纸里的珠光膜千孔百洞，犹如会呼吸的毛孔，敷在脸庞就像皮肤的第二张脸，自动散发出皮肤的热气和废物。 100%天然蚕丝，不加任何香型，保留原生态特性，高含量蚕丝蛋白无任何破坏，结合于胶原蛋白湿润侵泡。高含量胶原蛋白大量填充到皮肤内 三蚕丝面膜的优势 1.薄如蝉翼，轻柔似水，3重保护—20分钟补水，长效保湿，紧实肌肤，快渗透， 水嫩透白。 2．轻，薄，软，透气性好，敷面时受地心引力小，敷面膜时能达到透明隐形效果，不仅不会滑落，还能防止皮肤被拉扯松垮,同时也不会有普通无纺布面膜所产生的反吸现象。敷面不影响正常活动，省时又方便；被誉为行业中的五星级面膜 3.蚕丝蛋白面膜本是用于医学界处理烫伤的仿生真皮——“蚕丝薄膜”。在美国和日本被广泛用于手术过后伤口敷料、烧伤创面敷料来使用，有助于创面愈合且无刺激，被著称为“人工皮肤”。蚕丝蛋白面膜目前正成为取代无纺布面膜的革命性产品。 4.让每个细胞都得到全方位的照顾，同时随意走动不会掉。 四蚕丝面膜的功效。 1、深层美白：深入肌肤底层，从根本上美白肌肤而无副作用； 2、长效保湿：NMF因子十倍于常规植物或化学保湿剂，给肌肤持续高效 补充水分； 3、抗衰活颜：能激活肌肤细胞，改善微循环，抗衰除皱，活颜悦色; 4、抗氧化：有效抵抗外部污染，保持皮肤PH值平衡，增强肌肤免疫力。
丝素蛋白复合材料的研究进展 唐春怡宁晚娥毛文洁林海涛 (广西科技大学生物与化学工程学院，柳州545006) 摘要丝素蛋白作为天然高分子，具有良好的生物相容性、可降解性，在医用材料、食品、化妆品方面作为复合材料组分的研究越来越受到重视。综述了丝素蛋白分别与壳聚糖、纤维素、角蛋白、聚乙烯醇、聚电解质、聚氨酯、无机硅和羟基磷灰石互配所制得的复合材料的研究进展，分析了丝素蛋白复合材料的发展趋势。 关键词丝素蛋白，复合材料，进展 Research progress on silk fibroin composite materials Tang Chunyi Ning Wane Mao Wenjie Lin Haitao (College of Biological and Chemical Engineering,Guangxi Universit of Science and Technology,Liuzhou 545006) Abstract Silk fibroin as a natural polymer,possesses good biocompatibility and biodegradability.The studyon silkfibroin as the component of composites in medical materials,food,cosmetics are paid more and more attention.The re-search progress on the composite materials from the combination of silk fibroin with chitosan,cellulose,keratin,polyviny lalcohol,polyelectrolyte,polyurethane,inorganic silicon,hydroxyapatite were reviewed respectively .and the developingtrend of the silk fibroin composites was analysed. Key words silk fibroin,composite material,progress 近年来，天然高分子和合成高分子材料的应用范围已逐渐发展到临床修复和组织工程支架中。通常适合生物医用的材料必须具有良好的机械强度、良好的生物相容性、适度的生物降解性，尤其用作细胞生长支架时必须具有粘附细胞的能力。聚乳酸等聚酯类合成高分子虽然基本适于用作医用材料，但是其生物相容性不如天然高分子。随着材料科学、复合技术、临床医学以及生物工程等众多学科的交叉发展，尤其是组织工程学科的发展，利用天然高分子、改性合成聚合物或无机物材料之间复合改性的方法已成为制备创伤修复和组织重建功能材料的有效途径之一。 丝素蛋白由Gly、Ala、Ser等18种氨基酸组成，具有两性电荷，是一种天然结构性蛋白[1]。它由蚕茧经脱丝胶而得，是自然界中生物相容性、可生物降解性良好的天然高分子。自20世纪以来，丝纤维已在医用领域中被用作缝合线。然而，丝素蛋白在膜状、管状等酶固定化基体、传感器、药物载体、人工皮肤、人工血管的制备中存在一些缺陷。例如，丝素蛋白经过溶解、成膜、干燥后脆性变大，限制了其实际应用范围。丝素蛋白复合技术的开发及其复合材料的研制，成为克服这些缺点的理想途径，也拓宽了这种蛋白质的应用范围。本研究对几类丝素蛋白复合材料的制备方法及其性能特点进行了总结，并提出了近期的发展方向。 1 丝素蛋白/天然聚合物复合材料 1.1 丝素蛋白/壳聚糖复合材料 在多孔材料如海绵或支架材料的制造中，丝素蛋白分子虽然富含氨基酸的β-折叠晶区，但是非晶区的高收缩率通常使材料容易变形。为保持丝素蛋白的形状稳定性，Wongpanit等[2]将甲壳素晶须作为纳米填充剂，制得了一系列丝素蛋白/甲壳素复合海绵。甲壳素晶须不仅保持了复合海绵的形状稳定性，而且提高了抗压强度。同时，研究表明这种海绵具有多孔性和细胞相容性，有利于L929细胞铺展。Deveci等[3]利用丝素蛋白和壳聚糖通过凝聚法制
第五节丝素蛋白纤维材料 丝素是一种动物蛋白质，它作为纤维材料，在纺织领域中具有无可比拟的优越性。随着科学技术的进步和人们对蚕丝结构、性质研究的不断深入，丝素在生物材料及医药领域中的应用越来越引人注目。丝素蛋白具有良好的透气性、生物可降解性及生物相容性，其超微结车幻能j融杆伽话府人体的木几伙媚鲴|天lIH，经素譬白可用椎丰术燎缚陷形眼镜、人工皮肤、保健品和护肤品等，还可以与其他材料混合制作人工肌肉。丝素具有独特的氨基酸组成和丝朊蛋白的二级结构，并且，其中部分氨基酸对人体具有保健、医药功效，丝素上所带的甘氨酸，具有降低人体血液中胆固醇浓度的功能，特别是丙氨酸具有促进乙醇代谢的功能，酪氨酸具有预防痴呆症的功能，具有很好的预防和保健作用，符合人们生活水平不断提高的要求。 丝素蛋白，作为生物医药材料的研究正在不断深入，特别是在创面覆盖材料、药物释放材料、活性酶的载体及其生物传感器及智能材料的应用、生物材料、保健材料等方面的研究已取得了一定的进展，还要进一步研究和开发。 一、丝素膜的制备 1．丝素蛋白溶液及丝素膜的制备 取茧壳、废蚕丝按l：100的比例加人含有重量比1％的丝绸精练剂和0．2％无水碳酸钠的溶液中，在94～98。C处理60min，重复操作一次，取出脱胶后的丝素，用蒸馏水充分洗涤，然后提纯。 将提纯的丝素加人氯化钙、乙醇、水(1：8：2摩尔比)的溶液中，加热直至丝素完全溶解，然后，把溶解后的丝素溶液放入透析膜袋中，透析去除钙离子、氯离子，得到再生丝素溶液，再将丝素溶液浇在聚乙烯板上，经低温干燥即制成丝素膜。 这样制得的丝素膜主要结构是丝素I型，不稳定，需用80％甲醇或2．5％戊二醛适当处理，促进膜由丝素I型向丝素Ⅱ型转化，即交联，使膜的水溶性下降，稳定性提高，应用性能得到一定改善。 2．丝素酶膜及药物膜的制备 丝素酶膜的制备有包埋法和共价法两种方法： 包埋法：采用Asakura法制备，将药物、各种活性酶按一定比例加入再生丝素溶液中，混合均匀铺在聚乙烯板上干燥成膜，将酶膜用80％甲醇或2．5％戊二醛进行处理，即制得不溶性的丝素酶膜、丝素药膜。这种方法制得的酶膜、酶分子被包埋在丝素载体内。 共价法：采用Thomas法制备，将丝素膜用2．5％的戊二醛溶液活化后，把各种活性酶溶液按一定比例点在丝素膜上，干燥交联成膜。 二、丝素蛋白作为生物活性物的载体及应用 丝素蛋白的基本用途是，将丝素基础材料用生物技术来固定酶、抗体、抗原、动物细胞、微生物等活性物质。如酶在水中常温常压的稳定状态下，是良好的化学反应的催化剂，但是，酶极不稳定，对热、pH值等外界条件的变化较敏感，遇到一些杂菌极易失活，因此，必须将酶进行固定。丝素材料能够用来固定酶是由丝素独特的结构决定的，丝素非结晶构造中，以酪氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸组成的序列可以称为反应的活性部位，它们含有的大量的活性基团(如羟基、羧基、氨基等)不仅与分子内的氢键结合有关，而且处于反应的活性状态，可以通过共价结合成为酶固定的反应位置。此外，丝素的结晶构造主要由丝素I和丝素Ⅱ组成，当水溶性的丝素I结构向不溶性的丝素Ⅱ结构转化时，不需要任何交联剂，通过改变其溶剂、温度、pH值等外界条件即可实现，基于丝素蛋白的这一特性，其特别适合作为固定化酶的材料。 1．丝素蛋白作为生物活性物的载体
丝素蛋白作为生物医用材料的研究进展 前言 生物医用材料是以生物医用为目的，用于和活体组织接触，具有诊断、治疗或替换机体中组织、器官或增进其功能的材料。金属材料、合成高分子材料在生物医用材料中多有应用，但金属材料的生物力学性能不匹配，合成高分子材料的生物相容性较差以及生物降解性能可调性差限制了其作为生物医用材料的应用。丝素蛋白是由蚕茧缫丝脱胶而得的纤维状蛋白[1]，是一种性能优异的天然高分子材料。丝素蛋白分子结构独特，除具备良好的生物相容性和稳定的生物安全性、出色的机械性能之外还具备吸湿保湿性能、透氧透气性能、细胞附着性。 因此，丝素蛋白在人造皮肤、人工角膜、人工肺、隐形眼镜、酶固定化载体、药物缓释载体、细胞培养基等生物医药领域有诸多潜在应用[2-3]。 1 丝素蛋白的结构组成 丝素蛋白中含有18种氨基酸，其中侧基较小的氨基酸残基，如甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸等按照一定序列排成较为规则的链段，构成结晶区，构成了丝素蛋白高强度力学的基础；带有较大侧基的苯氨酸、酪氨酸和色氨酸等构成非结晶区，赋予了丝素蛋白较高的弹性和较好的韧性[4-5]。 丝素蛋白有四种分子构象，分别是无规卷曲、sil kⅠ、sil kⅡ、sil kⅢ:丝素蛋白分子链按照α-螺旋和β-平行折叠构象交替堆积构成sil kⅠ型构象，其晶胞属于正交晶系；分子链按照反平行β折叠则形成sil kⅡ型构象；分子链按照β-折叠螺旋形成sil kⅢ型构象，其晶胞为六方晶系。sil kⅠ型丝素蛋白亲水性较好，不宜形成沉淀；sil kⅡ型丝素蛋白则亲水性差，易结晶沉淀，是丝素蛋白的主要晶型。 以β-折叠为基础，丝素蛋白可以形成直径大约为10nm的微纤维，微纤维又可以密切结合程直径大约1μm的细纤维，进而细纤维沿长轴排列可构成直径为10-18μm的丝素蛋白纤维[4]。 2 丝素蛋白的性能特点 丝绸的生产在中国已有千年的历史，真丝绸穿着舒适、手感柔软滑爽、色泽和谐、华丽高贵，同时，还具备保健功能，被称为保健性纤维。蚕丝最早应用在
丝素蛋白的相关性质与用途 丝素蛋白，是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白，由蚕茧缫丝脱胶而得到,来源丰富,是一种无生理活性的天然结构性蛋白。而蚕丝是由70％～30％的丝胶蛋白和70％～80％的丝素蛋白以及极少量的色素、碳水化合物等构成的。其中，丝胶蛋白是一种高分子量的球蛋白，其分子结构的支链上亲水基含量较高，链排列不紧密，故易溶于水、稀酸和稀碱，并能被蛋白酶等水解，还具有与明胶类似的凝胶、粘着等特性。丝素蛋白由分子量为5万左右的小肽链和分子量为3O万左右的大肽链组成。其蛋白质的氨基酸组成以甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸为主，与人体的皮肤和头发的角朊极为接近，这成为一些研究中，将丝素用于人造皮肤制造的原因之一。丝素蛋白的结晶部分为较为紧密的B折叠结构，在水中仅发生膨胀而不能溶解，亦不溶于乙醇等有机溶剂，但可在一些特殊的中性盐溶液中发生无限膨胀形成粘稠的液体，透析除盐即可得到丝素的纯溶液。然后通过喷丝、喷雾或延展、干燥等处理，可得到再生丝、凝胶、薄膜或微孔材料等产品。 对丝素蛋白的研究发现，与明胶、清蛋白等普通蛋白相比，其固化结晶方式具有多样化的特点：既可沿用一般天然蛋白的传统固化工艺，采用戊二醛做交联剂；也可以通过一些独特的处理方式来达到目的，如冷冻、热蒸、拉伸及低毒性有机溶剂浸泡等?。特别是采用冷冻干燥，短时高温与乙醇浸泡的协同处理方式，可以很好地保持天然蛋白的高度生物亲和性，并适应药物载体应用中，一些对高温或某种固化剂敏感的负载药物的特殊要求，在应用方面体现出更大的灵活性。 在丝素蛋白的特性研究中，其良好的成膜性是最受人们关注的热点之一。与传统应用较多的天然高分子材料——壳聚糖与胶原等相比，丝素蛋白膜成膜方便性更好，还可以保持高达98％以上的透明性，在高湿状态下的柔韧性与形态保持性能也较为突出，有利于制造一些在临床或实验中要求透明性，以便观测提取生物信息或体内高湿环境使用的生物医学产